[實用新型]一種用于均衡內燃機輸出扭矩的液壓裝置

無效

• 申請號: 200720105875.3
• 申請日: 2007-01-23
• 公開（公告）號: CN201095777Y
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 高峰
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: E02F9/20
• 分類號: E02F9/20;F15B15/18;F15B13/02;F15B1/027
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司
• 代理人: 王兵;黃美娟

所屬技術領域

本實用新型屬于流體傳動領域，適用于負載變化劇烈的各種工程機械設備，尤其是各種大功率工程機械，例如液壓挖掘機、推土機、裝載機等。通過在小負載時存儲能量，在大負載時釋放能量，本裝置可以用來調節這些設備中內燃機的輸出扭矩，使內燃機的輸出扭矩趨于平穩，同時又能滿足變化劇烈的負載功率需求，從而在這些設備的設計中可以選用小功率內燃機，達到降低成本和節約能源的目的。

背景技術

在許多機械設備中，由于負載的變化，導致原動機的輸出扭矩也隨之發生大幅度的變化。例如，在工程機械如液壓挖掘機、推土機、裝載機中，其負載變化非常大，導致驅動這些設備的內燃機的輸出扭矩也發生很大變化。在以往通常的設計中，為滿足這些設備的正常工作要求，必須按照可能出現的最大負載來選擇內燃機。而在實際工作過程中，這些設備上的平均負載功率并不大，遠小于最大負載功率。因此，按照最大負載功率選擇的內燃機功率在整個工作過程中的大部分時間里就顯得過大，導致內燃機在大部分時間內都工作在低效區，使燃油得不到充分利用，造成能源的浪費。另外，大功率柴油機還將導致制造成本的上升。在以往通常的設計中，這是為滿足最大負載功率的要求而必須付出的代價，因此形成了滿足最大負載功率需求與制造成本上升和節約能源之間的矛盾。

為解決以上所提到的矛盾，通常在設備中附加儲能環節來調節原動機的輸出扭矩。例如，在柴油機的輸出端附加一個大慣量飛輪，可以使柴油機的輸出扭矩趨于平穩。為提高飛輪的儲能，通常采用加大轉速和加大慣量的方式，但由于受內燃機轉速限制，因此通過轉速提高儲能效果有限；如果采用加大飛輪慣量的方法，則飛輪的體積和重量由于受機械結構的限制，取得的效果也有限。因此，也有的設備采用可充電電池或超級電容作為儲能元件，例如混合動力汽車。但電池由于受到目前技術發展的限制，其容量和單體電壓偏低，用于大功率設備時體積較大，成本較高，而且可重復充電次數不高，而且與之對應的功率電路復雜，成本也較高。如果采用超級電容作為儲能元件，雖然在充電壽命上遠高于電池，但單體電壓也是偏低，用于功率較大的設備時也存在體積龐大、電路復雜、成本高昂的的缺點。除次之外，飛輪電池也是一種選擇，但這種技術目前在大功率設備上應用還不成熟，成本也是居高不下。

目前還有一種比較成熟的儲能方式是采用液壓蓄能器，適用于采用液壓驅動的機械設備，通常用于液壓混合動力汽車。通過在小負載時向蓄能器內蓄能，在大負載時利用蓄能器中儲存的能量輔助內燃機驅動，可以在采用小功率內燃機的條件下滿足短時間內大負載功率的需求。另外，這種蓄能方式還廣泛用于液壓混合動力車輛制動能量的回收。但這些裝置一方面具有較復雜的結構和控制系統，通常采用靜壓傳動的結構方案，另一方面沒有考慮工程機械的工作特點和結構特點，不適合工程機械應用，尚未有一種適用于負載變化劇烈的工程機械設備的蓄能系統。

發明內容

本實用新型要解決現有采用液壓蓄能器的蓄能系統結構復雜、不適合工程機械應用的問題，提供一種結構簡單、適合工程機械應用的采用液壓蓄能器的用于均衡內燃機輸出扭矩的液壓裝置。

本實用新型所述的一種用于均衡內燃機輸出扭矩的液壓裝置，包括相互連接的液壓泵、蓄能器，所述的液壓泵的輸入軸與內燃機輸出軸間接連接，所述的蓄能器上裝有壓力傳感器，所述的液壓泵的進口通過第一單向閥連接油箱，第一單向閥允許液壓油的流動方向是從油箱到所述的液壓泵的進口；同時液壓泵的進口通過第一液控單向閥連接蓄能器的進口，在沒有液控信號的條件下第一液控單向閥允許的液壓油流動方向是從所述的液壓泵的進口到蓄能器；液壓泵的出口通過第二單向閥連接蓄能器的進口，第二單向閥允許的液壓油流動方向是從所述的液壓泵的出口到蓄能器；液壓泵的出口通過第二液控單向閥連接油箱，在沒有液控信號的條件下第二液控單向閥允許的液壓油流動方向是從油箱到所述的液壓泵的出口；液壓泵的出口還通過一個液控或電磁截止閥連接油箱；所述的壓力傳感器的輸出連接控制電路，控制電路的輸出連接所述的截止閥的切換開關；所述的第一液控單向閥、第二液控單向閥的控制口連接所述的內燃機驅動的工程機械的液壓系統的先導壓力信號P_i。

進一步，所述的第一液控單向閥、第二液控單向閥可以是液控或電磁截止閥。

更進一步，所述的蓄能器的出口通過溢流閥連接油箱。